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第十二章 結論  

我們發現自己處於令人困惑的世界中。我們要理解周圍所看到的一切的含義,並且尋問:宇宙的本質是什麼?我們在其中的位置如何,以及宇宙和我們從何而來?宇宙為何是這個樣子?

我們試圖採用某種世界圖來回答這些問題。如同一個無限的烏龜塔背負平坦的地球是這樣的圖像一樣,超弦理論也是一種圖像。雖然後者比前者更數學化,更準確得多,但兩者都是宇宙的理論。兩個理論都缺乏觀測的證據:沒人看到一個背負地球的巨龜,但也沒有人看到超弦。然而,龜理論作為一個好的科學理論是不夠格的,因為它預言了人會從世界的邊緣掉下去。除非可以用它解釋人們在百慕大三角消失的傳說,否則這個理論和經驗不一致!

最早在理論上描述和解釋宇宙的企圖牽涉到這樣一種思想:具備人類情感的靈魂控制著事件和自然現象,它們的行為和人類非常相像,並且是不可預言的。這些靈魂棲息在自然物體,諸如河流、山嶽以及包括太陽和月亮這樣的天體之中。我們必須向它們祈禱並供奉,以保證土壤肥沃和四季循環。然而,我們逐漸注意到一些規律:太陽總是東昇西落,而不管我們是否用犧牲向太陽神供奉。此外,太陽、月亮和行星沿著可事先被預言得相當準確的軌道穿越天穹。太陽和月亮仍然可以是神祇,只不過是服從嚴格定律的神祇。如果你不將為約書亞停止太陽運行之類的神話信以為真,則這一切顯然是毫無例外的。

最初,只有在天文學和其他一些情形下,這些規律和定律才是顯而易見的。然而,隨著文明的發展,特別是近300年間,越來越多的規律和定律得到發現。這些定律的成功,使得拉普拉斯在19世紀初提出科學的決定論;也就是他提議的,有一組定律存在,只要給定宇宙在某一時刻的狀態,這些定律就能精確決定宇宙的演化。

拉普拉斯的決定論在兩個方面是不完整的:它沒講應該如何選擇定律,也沒指定宇宙的初始狀態。這些都留給了上帝。上帝會選擇讓宇宙如何開始並要服從什麼定律,但是一旦開始之後,他將不再干涉宇宙。事實上,上帝被局限於19世紀科學不能理解的領域裡。

我們現在知道,拉普拉斯對決定論的希望,至少按照他所想的方式,是不能實現的。量子力學的不確定性原理意味著,某些成對的量,比如粒子的位置和速度,不能同時被完全精確地預言。量子力學通過一類量子理論來處理這種情形,在這些理論中粒子沒有精確定義的位置和速度,而是由一個波來代表。這些量子理論給出了波隨時間演化的定律,在這種意義上,它們是宿命的。於是,如果我們知道某一時刻的波,我們便可以將它在任一時刻推算出。只是當我們試圖按照粒子的位置和速度對波做解釋的時候,不可預見性的隨機的要素才出現。但這也許是我們的錯誤:也許不存在粒子的位置和速度,只有波。只不過是我們企圖將波硬套到我們關於位置和速度的先入為主的觀念之上而已。由此導致的不協調乃是表面上不可預見性的原因。

事實上,我們已經將科學的任務重新定義為,發現能使我們在由不確定性原理設定的界限內預言事件的定律。然而,還存在如下問題:如何或者為何選取宇宙的定律和初始狀態?

我在本書中特地突出制約引力的定律,因為正是引力使宇宙的大尺度結構成形,即使它是四類力中最弱的一種。引力定律和直到相當近代還為人深信的宇宙在時間中不變的觀念不相協調:引力總是吸引,這一事實意味著,宇宙的演化方式兩者必居其一,要麼正在膨脹,要麼正在收縮。按照廣義相對論,宇宙在過去某一時刻肯定有一個具有無限密度的狀態,亦即大爆炸,這是時間的有效起始。類似地,如果整個宇宙坍縮,在將來必有另一個無限密度的狀態,亦即大擠壓,這是時間的終結。即使整個宇宙不坍縮,在任何坍縮形成黑洞的局部區域裡都會有奇點。這些奇點正是任何落進黑洞的人的時間終點。在大爆炸時和其他奇點,所有定律都失效,所以上帝仍然有完全的自由去選擇發生了什麼以及宇宙如何開始。

當我們將量子力學和廣義相對論結合,似乎產生了前所未有的新的可能性:空間和時間一起可以形成一個有限的四維的沒有奇點或邊界的空間,這正如地球的表面,但具有更多的維。看來這種思想能夠解釋宇宙間已觀察到的許多特徵,諸如它的大尺度一致性,還有包括星系、恆星甚至人類等在小尺度上對此均勻性的偏離。但是,如果宇宙是完全自足的,沒有奇點或邊界,並且由統一理論完全描述;那麼就對上帝作為造物主的作用有深遠的含義。

有一次愛因斯坦問道:「在建造宇宙時上帝有多少選擇性?」如果無邊界假設是正確的,上帝就根本沒有選擇初始條件的自由。當然,上帝仍有選擇宇宙所服從的定律的自由。然而,這也許實在並沒有那麼多選擇性;很可能只有一個或數目很少的完備的統一理論,例如弦論,它們是自洽的,並且允許像人類那樣複雜結構的存在,這些結構能夠研究宇宙定律並詢問上帝的本性。

即使只有一種可能的統一理論,那也只不過是一組規則和方程而已。是什麼賦予這些方程以活力去製造一個為它們所描述的宇宙呢?通常的科學方法,即建立一個數學模型,不能回答為什麼會有一個為此模型所描述的宇宙這個問題。為什麼宇宙要找這麼多存在的麻煩?難道統一理論如此咄咄逼人,以至於其自身之實現不可避免?或者它需要一個造物主,若是這樣,它對宇宙還有其他效應嗎?又是誰創造了它?

迄今為止,大部分科學家太忙於發展描述宇宙為何物的理論,以至於沒工夫過問為什麼。另一方面,以尋根究底為己任的哲學家跟不上科學理論的進步。在18世紀,哲學家把包括科學在內的整個人類知識當做他們的領域,並討論諸如宇宙有無開端的問題。然而,在19和20世紀,對哲學家或除了少數專家以外的任何人來說,科學變得過於專業性和數學化了。哲學家把他們的質疑範圍縮小到如此程度,以至於連維特根斯坦,這位20世紀最著名的哲學家都說道:「哲學餘下的任務僅是語言分析。」這是從亞里士多德到康德哲學的偉大傳統的何等墮落啊!

如果我們確實發現了一個完備的理論,在主要的原理方面,它應該及時讓所有人理解,而不僅僅讓幾個科學家理解。那時我們所有人,包括哲學家、科學家以及普普通通的人,都能參與討論我們和宇宙為什麼存在的問題。如果我們對此找到了答案,則將是人類理性的終極勝利——因為那時我們知道了上帝的精神。